Terapia celular con epitelio pigmentario de la retina y precursores de fotorreceptores como nueva estrategia terapéutica para la retinosis pigmentaria

Abstract

La retinosis pigmentaria (RP) es la distrofia retiniana hereditaria más frecuente que afecta a más de un millón de personas en todo el mundo. Actualmente, los tratamientos disponibles son sólo efectivos previniendo o enlenteciendo la progresión de la degeneración y son menos efectivos en casos de enfermedad avanzada; o bien pueden ser aplicables en un número muy limitado de pacientes, como es el caso de la terapia génica aprobada para RP. Una vez los fotorreceptores están afectados, las únicas opciones disponibles son el reemplazo celular o los dispositivos protésicos. Bajo esta perspectiva, la terapia con células madre es una alternativa potencial a desarrollar. Los objetivos de este proyecto fueron: (i) diferenciar y caracterizar células del epitelio pigmentario de la retina (EPR) y células precursoras de fotorreceptores (CPF) a partir de células madre humanas de origen embrionario y pluripotente inducido; (ii) trasplantar las células diferenciadas en la retina del modelo animal de rata RCS utilizando por un lado únicamente EPR, y por el otro, combinando EPR y CPF; (iii) evaluar la integración y supervivencia del trasplante celular; (iv) evaluar la seguridad del trasplante celular en cuanto a la formación de tumores; (v) evaluar los efectos morfológicos y funcionales de la terapia única con EPR y de la combinada de EPR y CPF; y (vi) comparar los resultados de las dos aproximaciones terapéuticas entre sí. El proyecto se desarrolló en dos partes: en la primera parte se realizó el estudio comparativo sobre el efecto de la terapia celular con solo EPR en la rata RCS según el origen de las células madre; y en la segunda parte, se estudió el efecto terapéutico de la terapia celular combinando EPR y CPF. La caracterización celular se realizó mediante análisis inmunohistoquímicos e inmunocitológicos, la evaluación morfológica se realizó mediante análisis histológicos y la evaluación funcional se llevó cabo mediante electrorretinografía. Los resultados de la primera parte del proyecto han demostrado que ambas fuentes de células madre consiguen el mismo efecto en cuanto a la supervivencia, migración, integración y funcionalidad en la retina del modelo múrido utilizado. Este conocimiento proporciona evidencias preclínicas fundamentales sobre el uso beneficioso de cualquiera de las dos fuentes de células madre para el tratamiento de distrofias de retina, lo que supone un acercamiento más de las terapias celulares a su posible aplicación en el ámbito clínico. En cuanto a la segunda parte del trabajo, nuestros resultados han demostrado que la terapia combinada con EPR y CPF es más eficaz que la terapia única con EPR en el rescate celular de la retina de las ratas RCS. Gracias al auge de la medicina regenerativa en los años recientes, esta innovadora línea de investigación se sitúa en la cabeza de la carrera internacional por alcanzar un tratamiento seguro y efectivo que consiga no solo frenar sino también revertir los efectos de pérdida visual en pacientes afectos de enfermedades degenerativas de la retina.

Retinitis pigmentosa (RP) is the most common hereditary retinal dystrophy that affects more than one million people worldwide. Currently, the available treatments are only effective in preventing or slowing the progression of degeneration and are less effective in cases of advanced disease; or they may be applicable in a very limited number of patients, as is the case of gene therapy approved for RP. Once the photoreceptors are affected, the only available options are cell replacement or prosthetic devices. Under this perspective, stem cell therapy is a potential alternative to be developed. The objectives of this project were: (i) to differentiate and characterize cells of the retinal pigment epithelium (RPE) and photoreceptor precursor cells (PPCs) from human stem cells of embryonic and induced pluripotent origin; (ii) transplanting the differentiated cells in the retina of the RCS rat animal model using on the one hand only RPE, and on the other, combining RPE and PPC; (iii) evaluate the integration and survival of cell transplantation; (iv) evaluate the safety of cell transplantation in terms of tumor formation; (v) evaluate the morphological and functional effects of the single therapy with EPR and the combined EPR and CPF; and (vi) compare the results of the two therapeutic approaches with each other.The project was developed in two parts: in the first part, a comparative study was carried out on the effect of cell therapy with only EPR in the RCS rat according to the origin of the stem cells; and in the second part, the therapeutic effect of cell therapy combining EPR and CPF was studied. The cellular characterization was carried out by means of immunohistochemical and immunocytological analyzes, the morphological evaluation was carried out by histological analysis and the functional evaluation was carried out by electroretinography. The results of the first part of the project have shown that both sources of stem cells achieve the same effect in terms of survival, migration, integration and functionality in the RCS rat retina. This knowledge provides fundamental preclinical evidences about the beneficial use of either of the two sources of stem cells for the treatment of retinal dystrophies, which implies a closer approach of cellular therapies to their possible application in the clinical setting. Regarding the second part of the work, our results have shown that the combination therapy with RPE and PPC is more effective than the single therapy with RPE in the cellular rescue of the retina of the RCS rats. Thanks to the rise of regenerative medicine in recent years, this innovative line of research is at the forefront of the international race to achieve a safe and effective treatment that manages not only to slow down but also to reverse the effects of visual loss in patients suffering from degenerative diseases of the retina.